Что называется пластическим обменом в клетке
Пластический обмен
Анаболизм (пластический обмен, ассимиляция) — одна из сторон обмена веществ. Включает процессы синтеза аминокислот, моносахаридов, жирных кислот, нуклеотидов, полисахаридов, макромолекул белков, нуклеиновых кислот, АТФ.
Анаболизм— синтез собственных органических соединений из полученных питательных веществ, идёт с потреблением энергии, полученной при окислении. Процесс происходит в три этапа: 1. Синтез промежуточных соединений из низкомолекулярных веществ. 2. Синтез «строительных блоков» из промежуточных соединений. 3. Синтез из «строительных блоков» макромолекул белков, нуклеиновых кислот, полисахаридов, жиров.Идет с поглощением энергии и участием ферментов.
В результате такого обмена из питательных веществ, поступающих в клетку, строятся свойственные организму белки, жиры, углеводы, которые, в свою очередь, идут уже на создание новых клеток, их органов, межклеточного вещества. Противоположностью пластического обмена является энергетический катаболизм — (совокупность реакций разложения, идущих с выделением энергии).
См. также
Ссылки
Полезное
Смотреть что такое «Пластический обмен» в других словарях:
ОБМЕН ВЕЩЕСТВ — метаболизм, совокупность протекающих в живых организмах химич. превращений, обеспечивающих их рост, жизнедеятельность, воспроизведение, постоянный контакт и обмен с окружающей средой. Благодаря О. в. происходит расщепление и синтез молекул,… … Биологический энциклопедический словарь
обмен веществ — ▲ органическая реакция ↑ (быть) в, организм обмен веществ, метаболизм ферментативные реакции в организме. биосинтез. автолиз. десмолиз. ассимиляция, анаболизм. диссимиляция, катаболизм. пластический обмен совокупность реакций биосинтеза.… … Идеографический словарь русского языка
ОБМЕН ВЕЩЕСТВ — (метаболизм), совокупность хим. процессов, обеспечивающих жизнедеятельность организма. Хим. превращ. в организме осуществляются в двух противоположных направлениях синтез сложных соед. из более простых (а н а б о л и з м, или а с с и м и л я ц и… … Химическая энциклопедия
Диетотерапия сахарного диабета — Диетотерапия один из важнейших методов лечения лиц с сахарным диабетом, наиболее важный компонент в достижении стойкой компенсации углеводного обмена, а в доинсулиновую эру единственный способ несколько продлить жизнь больному ИЗСД[1] … Википедия
Пирамем — Действующее вещество ›› Пирацетам* (Piracetam*) Латинское название Pyramem АТХ: ›› N06BX03 Пирацетам Фармакологическая группа: Ноотропы Нозологическая классификация (МКБ 10) ›› F03 Деменция неуточненная ›› F09 Органическое или симптоматическое… … Словарь медицинских препаратов
Анаболизм — (от греч. ἀναβολή, «подъём») или пластический обмен совокупность химических процессов, составляющих одну из сторон обмена веществ в организме, направленных на образование клеток и тканей. Анаболизм взаимосвязан с противоположным… … Википедия
ВВГБТАТНВЦ-АЯ — HEt BHiH С И С ГОД 4 U ВЕГЕТАТИВНАЯ НЕГПНАН CIH TFMA III й*гл*. 4411^1. Jinn РИ»И рягцхш^чпт* dj ^LbH [ljii vmrlu+W 0*1 WII» *П* ЬмК Риг, П. С«ема хала волокон симпатической системы (вариант no Toldt y н MQltcr y), 1 нс, 12,… … Большая медицинская энциклопедия
СССР. Литература и искусство — Литература Многонациональная советская литература представляет собой качественно новый этап развития литературы. Как определённое художественное целое, объединённое единой социально идеологической направленностью, общностью… … Большая советская энциклопедия
Медицина — I Медицина Медицина система научных знаний и практической деятельности, целями которой являются укрепление и сохранение здоровья, продление жизни людей, предупреждение и лечение болезней человека. Для выполнения этих задач М. изучает строение и… … Медицинская энциклопедия
Передвижение веществ в растении — а) П. сырого сока. Для растения необходима вода и некоторые минеральные вещества. Первая нужна как для питания, так и потому, что растение широко пользуется ею в качестве строительного материала: дряблый вид завядшего, т. е. потерявшего часть… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
Энергетический обмен
Обмен веществ
Энергетический обмен
Возможно три этапа диссимиляции: подготовительный, анаэробный и аэробный. Среда обитания определяет количество этапов диссимиляции. Их может быть три, если организм обитает в кислородной среде, и два, если речь идет об организме, обитающем в бескислородной среде (к примеру, в кишечнике).
Подготовительный этап осуществляется ферментами в ЖКТ. В результате действия ферментов сложные вещества превращаются в более простые: полимеры распадаются на мономеры. Это сопровождается разрывом химических связей и выделением энергии, большая часть которой рассеивается в виде тепла.
Этот этап является последним для организмов-анаэробов, обитающих в условиях, где кислород отсутствует. На этапе гликолиза происходит расщепление молекулы глюкозы: образуется 2 молекулы АТФ и 2 молекулы пировиноградной кислоты (ПВК). Происходит данный этап в цитоплазме клеток.
Таким образом, суммарно с одной молекулы глюкозы можно получить 38 АТФ (гликолиз + кислородный этап).
Кислородный этап протекает на кристах митохондрий (складках, выпячиваниях внутренней мембраны), где наибольшая концентрация окислительных ферментов. Главную роль в этом процессе играет так называемый цикл Кребса, который подробно изучает биохимия.
Пластический обмен
АТФ является универсальным источником энергии в клетке: энергия макроэргических связей АТФ используется для реакций пластического обмена (ассимиляции), протекающих с затратой энергии: синтеза белка на рибосоме (трансляции), удвоению ДНК (репликации) и т.д.
В результате пластического обмена в нашем организме происходит синтез белков, жиров и углеводов.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Урок Бесплатно Метаболизм. Пластический обмен
Введение
Нашему организму для жизни постоянно необходимы следующие составляющие :
На уроках в школе организм школьника в ходе умственной и физической деятельности затрачивает много энергии.
Например, за 6 уроков школьник весом 45 кг тратит около 324 ккал (1356 кДж) энергии.
Для того чтобы эта энергия была, необходимы питательные вещества, которые поступают в наш организм с пищей.
Метаболизм (обмен веществ)
Метаболизм- это совокупность протекающих в живых организмах биохимических превращений веществ и энергии, а также обмен веществами и энергией с окружающей средой.
Одним из критериев живого как раз считается метаболизм.
Вещества, поступившие в организм в ходе процесса обмена веществ, претерпевают различные химические превращения, благодаря чему выделяется или поглощается энергия, столь нужная организму, образуются простые вещества для построения структур клетки, тканей и органов.
Можно сказать, что метаболизм складывается из двух взаимосвязанных и противоположных процессов:
При энергетическом обмене образуется несколько видов энергии:
Организм человека для своего существования главным образом использует химическую энергию.
В таблице приведены данные о количестве энергии, выделяемой при распаде органических веществ:
Вещество
Сколько энергии выделяется
На что расщепляются
Дополнения
При окислении 1 г белка выделяется 17,2 кДж (4,1 ккал)
Распадаются на аминокислоты
В процессе обмена веществ белки окончательно распадаются до углекислого газа, воды, азотсодержащих веществ
При распаде 1 г жира выделяется 38,9 кДж (9,3 ккал)
Распадаются на жирные кислоты и глицерин
Молекулы жиров состоят из углерода, кислорода и водорода.
При полном их окислении из них образуется вода и углекислый газ
При распаде 1 г углеводов выделяется 17,2 кДж (4,1 ккал) энергии.
Распадаются в процессе пищеварения до простого сахара глюкозы
Основная часть глюкозы окисляется в организме до углекислого газа и воды
Пластический обмен необходим для «строительства» утраченных частей, создания новых клеток, для роста и развития не только клеток, но и всего организма.
Соотношение равновесия или неравновесия анаболизма и катаболизма зависит от возраста.
У детей преобладают анаболические процессы, то есть дети активно и быстро растут, увеличивают массу тела.
У взрослых оба процесса находятся в равновесии, но их соотношение может меняться в зависимости от состояния здоровья, физической и психоэмоциональной нагрузки.
У пожилых преобладают процессы катаболизма, что приводит к частичному разрушению тканевых структур, уменьшению массы тела, требуется больше энергии для поддержания гомеостаза.
Функции обмена веществ:
Скорость обмена веществ
Стоит отметить, что обмен веществ в живом организме идет непрерывно, даже в состоянии полного покоя, хотя и интенсивность его замедляется.
Скорость обмена веществ оценивают по общему расходу энергии.
Если организм выполняет большую физическую нагрузку, то расход энергии будет большой, помимо физической работы, на скорость обмена веществ могут влиять возраст, пол и другие факторы.
Непосредственным помощником в реакциях обмена веществ служат ферменты.
Ферменты- это биологические катализаторы, которые участвуют во всех химических реакциях расщепления веществ, осуществляют превращение веществ в организме и ускоряют все процессы, направляя и регулируя тем самым обмен веществ.
Факторы, влияющие на скорость метаболизма:
Если в окружающей среде температура низкая, то для того чтобы поддержать постоянную температуру тела срабатывают защитные механизмы и обмен веществ усиливается, выделяется больше энергии для согревания организма.
У некоторых организмов, наоборот, происходит замедление обмена веществ при пониженной температуре- впадают в спячку пресмыкающиеся, некоторые млекопитающие и насекомые
Пройти тест и получить оценку можно после входа или регистрации
Пластический обмен. Биосинтез белка. Генетический код
Белковые молекулы являются неотъемлемой частью клетки, без которых она не сможет существовать, ведь белки выполняют в организме множество функций: они входят в состав мембран, гормонов, ферментов, мышечных волокон и др.
Организмы, будь то растения, животные, бактерии имеют строго определенный набор белковых молекул.
Именно белки и различия в их структуре формируют индивидуальный и неповторимый набор признаков у особи, у целых популяций и видов.
За сутки в организме человека распадается около 400 грамм различных белков, следовательно, такую же массу нужно образовывать снова, поэтому в клетке происходит постоянный процесс образования белков, что является одним из примеров пластического обмена.
Пластический обмен— совокупность реакций образования органических веществ в клетке с использованием энергии.
Биосинтез белка, фотосинтез, синтез нуклеиновых кислот- это примеры пластического обмена, во время которых образуются органические вещества.
Значение пластического обмена:
Один из самых важных процессов пластического обмена- это синтез белка.
Синтез белка
Вещества и структуры клетки участвующие в биосинтезе белка:
Вещества и структуры клетки
Функции в биосинтезе белка
Содержит информацию о структуре белка, служит матрицей для синтеза белка и для всех видов РНК
иРНК (информационная или матричная РНК)
Переносит информацию от ДНК к месту сборки белковой молекулы.
Содержит генетический код
Переносит кодирующие аминокислоты к месту биосинтеза на рибосоме.
Органоид, где происходит биосинтез белка
Катализируют биосинтез белка
Строительный материал для построения белковой молекулы
Вещество, обеспечивающее энергией все процессы биосинтеза белка и других процессов пластического обмена
Автотрофные организмы (растения) образуют белок из неорганических веществ.
Гетеротрофные организмы (животные) образуют белок из аминокислот.
Важно помнить, что белок состоит из аминокислот, то есть аминокислота является мономером белка (самой мельчайшей составляющей молекулы белка).
20 Аминокислот (АК) в различных комбинациях формируют огромное множество белковых молекул.
У меня есть дополнительная информация к этой части урока!
Человеческий организм самостоятельно может образовывать из 20 аминокислот всего 12, которые называют заменимые.
Остальные восемь аминокислот должны поступать в организм в готовом виде вместе с белками пищи, поэтому они называются незаменимыми.
Незаменимые аминокислоты:
Если в организм не попали какие-либо нужные аминокислоты, которые необходимы для срочного построения белка, то организм может предпринять меру по разрушению собственных белков, содержащих эту же аминокислоту.
Большинство животных белков содержат все восемь незаменимых аминокислот в достаточных количествах.
В растительной пище также есть белки с незаменимыми аминокислотами, например у бобовых растений очень большее их содержание.
Но не вся растительная пища так богата аминокислотами, уровень некоторых незаменимых аминокислот бывает очень низок.
Генетический код
Каким же образом происходит синтез такой большой и сложной белковой молекулы?
Конечно, основная роль в определении структуры белка и последовательность аминокислот в белке принадлежит молекулам ДНК.
ДНК- носитель всей генетической информации в клетке, но непосредственного участия в синтезе белков не принимает, хотя одна молекула ДНК содержит информацию о нескольких десятков белков.
Из предыдущих уроков мы помним, что молекула ДНК очень длинная и разные ее участки отвечают за образование определенного вида белка.
Участок ДНК, определяющий синтез одной молекулы белка называется ген.
Ген представляет собой участок двойной спирали ДНК, который содержит информацию о первичной структуре какого-то одного белка.
Информация о белке может быть записана в нуклеиновой кислоте только одним способом: в виде последовательности нуклеотидов.
В ДНК содержится информация о последовательности аминокислот всех белков организма. Именно эта информация и называется генетической (наследственной) информацией.
Генетический код- запись наследственной информации в виде последовательности нуклеотидов в нуклеиновых кислотах.
Схематично это выглядит так:
Реакции синтеза органического вещества на основе другой органической молекулы (матрицы) относят к реакциям матричного синтеза.
Биосинтез белка происходит на основе иРНК, являющейся матрицей в процессе его создания.
Одна аминокислота белка закодирована тремя нуклеотидами, и эта комбинация из трех нуклеотидов ДНК называется триплет, или кодон.
В настоящее время генетический код полностью расшифрован.
Ниже представлена таблица с аминокислотами, их название сокращено.
Генетический код (основания без скобок- это основания иРНК; в скобках красным цветом- это основания ДНК)
Как пользоваться таблицей генетического кода?
В таблице представлены три вида оснований (первое, второе и третье), обратите внимание на то, что они даются в двух вариантах: без скобок- нуклеотиды РНК, а в скобках- нуклеотиды ДНК.
Пользоваться ей не сложно.
Предположим, нам известно, что в ДНК есть участок со следующим составом нуклеотидов АЦЦ- ЦТТ- АТЦ. Таким образом мы имеем три триплета. Определим аминокислоты, которые закодированы этими триплетами.
Ищем основания, что в скобках (так как нам дана ДНК), но чаще в задачах необходимо найти аминокислоты, которые кодирует участок иРНК, поэтому ДНК обычно не ищут и на самом экзамене в задачах дается таблица с основаниями только для иРНК.
Первый триплет ДНК: А-Ц-Ц, смотрим в таблице первое основание (А), это первый горизонтальный столбец.
Далее ищем второе основание (Ц) на пересечении этих двух столбцов видим прямоугольник, в котором расположены четыре аминокислоты. Далее в крайнем правом столбце находим третье основание (Ц), это четвертая строчка, там указана аминокислота Три (триптофан).
Зная алгоритм действия, мы можем решать биологические задачи и расшифровывать генетический код ДНК, используя таблицу Генетического кода.
Продолжим решать нашу задачу до конца, Ц-Т-Т кодирует аминокислоту Глу (глутаминовая кислота).
АТЦ- прочерк- это стоп-кодон, он не кодирует ни одну аминокислоту и означает конец синтеза данного белка.
Таким образом мы расшифровали генетический код и перевели его в аминокислотный состав белка.
Генетический код обладает рядом свойств:
1. Код триплетный
Необходимо закодировать 20 аминокислот всего четырьмя нуклеотидами.
Если бы один нуклеотид кодировал одну аминокислоту, то возможно было закодировать только 4 аминокислоты.
Для того, чтобы закодировать 20 аминокислот, нужны комбинации из нескольких нуклеотидов.
Если взять комбинации из двух нуклеотидов, то мы получим 4 2 =16 различных комбинаций- этого недостаточно, так как у нас 20 аминокислот.
Комбинаций из трёх нуклеотидов будет уже 64 (4 3 = 64), т. е. даже больше, чем нужно, поэтому код триплетный, то есть одну аминокислоту могут кодировать три нуклеотида (триплет).
2. Код обладает свойством однозначности и вырожденности
Кажется непонятным- для чего необходимы 64 комбинации нуклеотидов, ведь аминокислот всего 20?
Оказывается, что одна аминокислота может кодироваться несколькими триплетами (до 6), что позволяет разнообразить генетический материал.
Например, один и тот же белок у бактерии кишечной палочки и вируса табачной мозаики записаны разными триплетами.
Также разные триплеты по-разному распознаются, что влияет на скорость синтеза белка рибосомами и повышается надежность кодирования информации.
Способность разных кодонов кодировать одну аминокислоту называется вырожденностью кода.
В дальнейшем было выяснено, что существуют три триплета, не кодирующие аминокислоты- это стоп-кодоны, они означают конец синтеза одного белка.
Однако, несмотря на вырожденность, в генетическом коде полностью отсутствует двусмысленность. Кодоны РНК- ГАА и ГАГ кодируют аминокислоту глутамат, но ни один из них не кодирует одновременно ещё какую-то аминокислоту, т.е. каждый триплет кодирует строго одну определённую аминокислоту- это свойство генетического кода называется однозначность.
3. Генетический код универсален
Гены всех организмов одинаковым образом кодируют информацию о белках вне зависимости от уровня организации и систематического положения этих организмов.
К примеру, белок актин есть в составе цитоскелета вирусов и мышц человека.
Аминокислоты этого белка могут кодироваться одинаковыми последовательностями нуклеотидов в цепи ДНК, что в организме вируса, что в клетке человека.
Но не нужно забывать и про свойство вырожденности кода. То есть не всегда одна аминокислота кодируется одинаковыми последовательностями нуклеотидов у разных организмов.
Это свойство имеет большое практическое значение и активно используется в генной инженерии. Благодаря универсальности генетического кода мы можем заставить гены одного организма работать в другом организме и производить функционально активные белки.
Так ген для гормона роста переносят в бактерию, чтобы она была способна производить его. Таким образом получают гормон роста для медицинских целей, который в обычном организме производится в очень небольших количествах.
Таким же генно-инженерным способом научились производить гормон инсулин.
Однако универсальность генетического кода оказалась не абсолютной.
4. Внутри гена нет «знаков препинания»- свойство компактности
Между кодонами внутри одного гена нет знаков препинания.
Иными словами, триплеты не отделены друг от друга, к примеру, одним ничего не значащим нуклеотидом.
Отсутствие в генетическом коде «знаков препинания» было доказано в экспериментах Ф.Крика и С. Бреннера.
В ходе этих экспериментов учёные при помощи мутагенных веществ (акридиновых красителей) вызывали в генах возникновение определённого типа мутаций- выпадения или вставки 1 нуклеотида.
Оказалось, что выпадение или вставка 1 или 2 нуклеотидов всегда вызывает поломку кодируемого белка, а вот выпадение или вставка 3 нуклеотидов (или числа, кратного 3) практически не сказывается на функции кодируемого белка.
5. Неперекрываемость (дискретность)
Код может быть перекрывающимся и не перекрывающимся.
У большинства организмов код не перекрывающийся, исключением являются вирусы.
Сущность не перекрывающего кода заключается в том, что нуклеотид одного триплета не может быть одновременно нуклеотидом другого триплета.
6. Полярность
Считывание информации с ДНК и с иРНК происходит только в одном направлении.
Полярность имеет важное значение для определения структур белка (первичной, вторичной и третичной).
Этапы биосинтеза белка
Процесс биосинтеза белка можно разделить на два этапа:
Для того чтобы понять этапы биосинтеза белка необходимо вспомнить основные понятия.
ДНК и РНК состоят из множества нуклеотидов.
Нуклеотид— это мономер нуклеиновых кислот.
Целый нуклеотид принято обозначать каким- либо одним азотистым основанием, например, А (аденин) или Г(гуанин).
Последовательность трех нуклеотидов называют триплетом (кодон) и он обозначается, например, АГЦ.
Первый этап биосинтеза белка- транскрипция
Транскрипция— это процесс переписывания информации с последовательности нуклеотидов ДНК в последовательность нуклеотидов РНК. Этот процесс происходит в ядре клетки.
При этом против каждого нуклеотида одной из цепей ДНК встает комплементарный ему нуклеотид иРНК.
Транскрипции предшествует процесс раскручивания участка ДНК.
Двойную спираль ДНК разрывает фермент ДНК- полимераза и далее начинается считывание информации с одной спирали ДНК и формирование матричной РНК (иРНК) за счет работы РНК- полимеразы.
Процесс переписывания информации идет по принципу комплементарности.
Комплементарность- это взаимное дополнение азотистых оснований в молекуле ДНК и РНК.
Комлементарность нуклеотидов ДНК к РНК:
Так как в одной молекуле ДНК может находиться множество генов, то очень важно, чтобы РНК-полимераза начала синтез иРНК со строго определенного места ДНК, иначе в структуре иРНК будет записана информация о белке, которого нет в природе, что может привести к повреждению синтезируемой молекулы белка.
Поэтому в начале каждого гена находится особая специфическая последовательность нуклеотидов, называемая промотором.
РНК-полимераза «узнает» промотор, взаимодействует с ним и, таким образом, начинает синтез цепочки иРНК с нужного места.
Фермент продолжает синтезировать иРНК, присоединяя к ней новые нуклеотиды, до тех пор, пока не дойдет до очередного «стоп- кодона» (терминатора) в молекуле ДНК (это последовательность нуклеотидов, указывающая на то, что синтез иРНК нужно прекратить).
После копирования, сформированная иРНК выходит из ядра клетки в цитоплазму к рибосоме и начинается второй этап биосинтеза белка.
У меня есть дополнительная информация к этой части урока!
Ученые «увидели» как мРНК выходят из ядра.
Создав микроскоп, способный достичь не виданного ранее разрешения, ученые из Колледжа медицины Альберта Эйнштейна впервые увидели транспорт мРНК через ядерные поры живых клеток в режиме реального времени.
Ученые увидели, что через саму пору ядра мРНК проходит всего за 5 миллисекунд, но стыковка с порой занимает 80 миллисекунд ожидания.
И еще 80 миллисекунд мРНК ждет на другом конце поры, прежде чем перейти в цитоплазму.
10 процентов молекул мРНК остаются у ядерных пор, ожидая доступа, даже в течение секунд, а не миллисекунд.
Ученые предполагают, что в этих точках ожидания мРНК подвергаются проверке на качество.
Это открытие поможет понять, как лечить некоторые болезни, к примеру болезнь миотоническая дистрофия. В клетках таких больных молекулы мРНК не могут выйти из ядра и попасть в цитоплазму
Прежде чем переходить к рассмотрению второго этапа биосинтеза белка давайте поймем принцип комплементарности и попробуем решить задачи.
Задача
Фрагмент цепи ДНК имеет последовательность нуклеотидов:
Постройте мРНК по принципу комплементарности.
Решение:
Мы знаем принцип комплементарности
Если на ДНК нуклеотид А, то ему по принципу комплементарности соответствует нуклеотид У на мРНК.
Если на ДНК нуклеотид Г, то на мРНК это нуклеотид Ц и так далее.
Таким образом дописываем цепь мРНК, используя принцип комплементарности:
цепь ДНК: А-Г-Ц-Т-А-Ц-Г-А-Т
цепь иРНК: У-Ц-Г-А-У-Г-Ц-У-А
Второй этап биосинтеза белка- трансляция
Трансляция— перевод последовательности нуклеотидов в последовательность аминокислот белка.
Триплет нуклеотидов на верхушке тРНК называется антикодон.
Кодон- это триплет нуклеотидов на иРНК.
У эукариотических организмов иРНК синтезируется в ядре, потом она переносится через ядерную мембрану в цитоплазму к месту синтеза белка- рибосомам.
В цитоплазме обязательно должен иметься полный набор аминокислот, необходимых для синтеза белков.
Эти аминокислоты образуются в результате расщепления белков, получаемых организмом с пищей.
Аминокислоты должны попасть на рибосому, а переносит их к рибосоме транспортная РНК (тРНК).
К одной транспортной РНК прикрепляется одна аминокислота, для каждой аминокислоты существует своя тРНК.
На одном конце транспортной РНК имеется структура «черешок», к которой прочно прилепляется аминокислота.
На верхушке тРНК находится триплет нуклеотидов (антикодон), который соответствует по коду данной аминокислоте.
Триплет нуклеотидов на верхушке т-РНК называется антикодон.
В основном все белки (за исключением некоторых случаев) начинаются с аминокислоты метионин, закодированный кодоном АУГ, который является знаком начала трансляции.
Рибосома взаимодействует с иРНК именно с того конца, где находится код метионина АУГ.
После связывания рибосома начинает двигаться по иРНК, от 3 штрих конца к 5 штрих концу, задерживаясь на каждом ее участке, состоящим из 6 нуклеотидов (2 кодона).
Время задержки составляет всего 0,2 с.
За это время молекула тРНК, несущая аминокислоту, успевает распознать комплементарный триплет, то есть антикодон тРНК по принципу комплементарности соответствует кодону иРНК.
Далее аминокислота отделяется от «черешка» тРНК и присоединяется с образованием пептидной связи к растущей цепочке белка.
В тот же самый момент к рибосоме подходит следующая т-РНК, антикодон которой комплементарен следующему триплету в иРНК, и следующая аминокислота, принесенная этой тРНК, включается в растущую цепочку белка.
После этого рибосома сдвигается по иРНК, задерживается на следующих нуклеотидах, и все повторяется сначала.
Далее рибосома доходит до одного из так называемых стоп-кодонов (УАА, УАГ или УГА), которые не кодируют аминокислоту и сигнализируют о завершении синтеза данного белка.
Белковая цепочка отсоединяется от рибосомы, выходит в цитоплазму и формирует определенную структуру (первичную, вторичную, третичную, четвертичную в зависимости от функции молекулы белка).
Процесс синтеза белка осуществляется за очень короткие промежутки времени.
Подсчитано, что на синтез крупной молекулы белка, состоящего из 300 аминокислотных остатков уходит всего около одной- двух минут. А, например, на синтез актина, который состоит из 376 аминокислот уйдет чуть больше минуты.
У меня есть дополнительная информация к этой части урока!
Молекула инсулина состоит из двух полипептидных цепей.
Одна из них содержит 21 аминокислотный остаток (цепь А), вторая- 30 аминокислотных остатков (цепь В).
В 1963 г. был синтезирован первый искусственный белок- инсулин.
Сейчас методы синтеза белков значительно усовершенствованы и их синтез не является проблемой.
Клетке необходима не одна, а множество молекул каждого белка, поэтому, как только рибосома, первой начавшая синтез белка на молекуле иРНК, продвигается вперед, тут же на эту иРНК нанизывается вторая рибосома, которая начинает синтезировать такой же белок.
На одну иРНК может быть нанизана и третья, и четвертая рибосома, и т. д.
Поэтому рибосомы можно назвать «заводом» по производству белков.
Все рибосомы, синтезирующие белок на одной молекуле иРНК, называются полисомой.
Когда синтез белка окончен, рибосома может связаться с другой молекулой иРНК и начать синтезировать новый белок, закодированный в этой молекуле иРНК.
Последовательность аминокислот в первичной структуре белка не зависит от рибосом, а определяется только последовательностью нуклеотидов иРНК.
Таким образом, трансляция— это перевод последовательности нуклеотидов молекулы иРНК в последовательность аминокислот молекулы белка.
Краткая схема биосинтеза белка:
Этапы биосинтеза белка:
Пройти тест и получить оценку можно после входа или регистрации
Регуляция биосинтеза белка в клетке и организме
Оперон и репрессор
Гены всех организмов одинаковым образом кодируют информацию о белках вне зависимости от уровня организации и систематического положения этих организмов.
В этих генах записана информация о всех белках, которые способен синтезировать любой живой организм.
То есть клетка растения, к примеру, может синтезировать любой белок, который характерен для человека и эту способность используют в генной инженерии.
Сразу хочется задать такой вопрос: почему же клетки, содержащие в своем ядре одинаковую генетическую информацию, не производят различные белки и не синтезируют сразу все белки?
Ответ лежит в изучении механизмов контроля синтеза белка в клетках, хотя природа регуляторных процессов изучена недостаточно.
Среди теорий, объясняющих природу регуляторных процессов, наибольшую популярность приобрела «теория оперона», сформулированная Ф. Жакобом и Ж. Моно на основании исследования синтеза ферментов у бактерий.
Генетической единицей механизма регуляции синтеза белков следует считать оперон.
В состав оперона прокариот входят:
1. Структурные гены
2. Регуляторные элементы
На работу оператора оперона влияет самостоятельный регуляторный ген, синтезирующий соответствующий регуляторный белок-репрессор или белок- активатор.
Ген-регулятор не обязательно располагается рядом с опероном.
Если на операторе белок репрессор, то РНК- полимераза не может начать синтез иРНК, так как не может связаться с промотором.
Если на операторе белок-активатор, то его можно сравнить с клеем, который склеивает РНК-полимеразу и оперон.
В итоге РНК-полимераза находит промотор и начинается синтез иРНК.
РНК-полимераза продвигается по структурному гену ДНК и считывает информацию, переводя ее в нуклеотиды иРНК.
После того как РНК-полимераза дошла до терминатора, синтез на иРНК заканчивается. Затем РНК-полимераза отделяется от участка ДНК и направляется снова на процесс образования иРНК.
Образовавшаяся иРНК покидает ядро и направляется в цитоплазму, где и происходит образование белка на рибосомах.
У эукариот регуляция синтеза белка намного сложнее и еще недостаточно изучена, но известно следующее:
Стоит отметить, что синтез белка требует от клетки больших энергетических затрат.
У меня есть дополнительная информация к этой части урока!
Можно было бы предположить, что часть «неработающих» генов в тех или иных клетках утрачивается и разрушается, однако целый ряд экспериментов доказал, что это не так.
Из клетки кишечника головастика при определенных условиях можно вырастить целую лягушку, что возможно только в том случае, если в ядре этой клетки сохранилась вся генетическая информация.
Следовательно, в каждой клетке многоклеточного организма используется только часть генетической информации, содержащейся в ее ДНК.
Значит, должны иметь место механизмы, «включающие» или «выключающие» работу того или иного гена в разных клетках»
Пройти тест и получить оценку можно после входа или регистрации